Особая популяция фрагментов тРНК в крови помогает выявить болезнь Паркинсона

Болезнь Паркинсона (БП) — это хроническое, прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, которое характеризуется потерей дофаминергических нейронов, в первую очередь в черной субстанции мозга. На момент постановки диагноза пациент уже может потерять более 50% дофаминергических нейронов, что значительно ограничивает возможности терапии. В связи с этим особенно важен поиск биомаркеров, которые позволили бы выявить заболевание до проявления клинических симптомов.

Предыдущие исследования указывают на роль фрагментов транспортных РНК (tRF) в различных физиологических и патологических процессах. Однако их значимость для диагностики нейродегенеративных заболеваний оставалась недостаточно изученной. Группа ученых из Израиля и Великобритании провела исследование, направленное на выявление tRF-мотивов, ассоциированных с болезнью Паркинсона, и создание недорогого, неинвазивного теста крови, способного обнаружить заболевание на ранних этапах.

Исследователи сосредоточились на анализе tRF в различных тканях и биологических жидкостях. Они проанализировали образцы черной субстанции (SN), спинномозговой жидкости (СМЖ) и крови, посмертно полученные от пациентов с БП (46 человек), болезнью Альцгеймера (53 человека) или контрольной группы без заболевания (53 человека). Секвенирование РНК выявило повторяющийся консервативный мотив RGTTCRA (где R — A или G), который значительно чаще встречался в разных tRF у пациентов с БП, чем у здоровых людей. Анализ показал, что уровни RGTTCRA-tRF были повышены во всех образцах пациентов с БП по сравнению с контрольной группой вне зависимости от пола. Секвенирование выявило еще один биомаркер, отражающий характерную для БП митохондриальную дисфункцию, — снижение уровней митохондриальных tRF (MT-tRF). Оно обнаружилось в СМЖ и SN пациентов с идиопатической БП и в крови пациентов с ранней БП, которые были носителями мутаций, ассоциированных с паркинсонизмом.

Кроме того, что у носителей мутаций, связанных с высоким риском БП (например, в генах LRRK2 и GBA), уровень RGTTCRA-tRF был выше, если у пациента уже проявлялись начальные признаки болезни, по сравнению с бессимптомными носителями.

На основании полученных результатов авторы разработали анализ крови, определяющий отношение уровня RGTTCRA-tRF к уровню митохондриальных tRF с помощью количественной полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (RT-qPCR). Это соотношение позволило отделить пациентов с болезнью Паркинсона на стадии до проявления симптомов от контрольной группы (AUC составила 0,75 по сравнению с 0,71 на основе традиционной клинической оценки).

После проведения глубокой стимуляции мозга, которая используется для облегчения симптомов у пациентов с БП, уровни RGTTCRA-tRF в крови снижались, что указывает на потенциальную связь этих фрагментов с активностью заболевания. Функциональный анализ на клетках дрожжей показал, что RGTTCRA-tRF способны взаимодействовать с рибосомальной РНК и ингибировать трансляцию. Это указывает на возможную патогенетическую роль RGTTCRA-tRF в дегенерации нейронов: нарушая синтез белков, они могут способствовать клеточному стрессу и гибели дофаминергических нейронов.

Работа демонстрирует, что фрагменты тРНК, содержащие мотив RGTTCRA, могут служить ранними биомаркерами болезни Паркинсона. Анализ крови, основанный на измерении уровней этих tRF, — перспективный и малоинвазивный инструмент для ранней диагностики. Однако для подтверждения эффективности и надежности этого метода необходимы дальнейшие исследования на более крупных и разнообразных выборках.

Прием некоторых антидепрессантов связан с ускоренным снижением когнитивных функций при деменции